Gebruik van GIS verrijkt eerstejaars veldwerk

In een wereld waarin karteren een digitale exercitie is geworden, heeft het aloude data verzamelen met potlood en papier nog steeds nut – zeker in combinatie met digitale verwerkingstechnieken. Het eerstejaars veldwerk van de studenten aardwetenschappen in Utrecht is dan ook een combinatie van klassieke en moderne veldmethoden.

Veldwerk is een belangrijk onderdeel van de studie aardwetenschappen. Zo brengen Utrechtse studenten tijdens het eerstejaars veldwerk in Frankrijk de geologie en geomorfologie in kaart. Het landschap ligt er al duizenden jaren nagenoeg hetzelfde bij. Onderzoeksmethoden in de aardwetenschappen hebben echter een hoge vlucht genomen. Zo is het gebruik van digitale data en GIS-analyses tegenwoordig onlosmakelijk verbonden met elke studie van het landschap. Tijdens het eerstejaars veldwerk worden nog papieren kaarten gemaakt, met potlood en gum. Dat werkt prima, maar het is wel wat ouderwets in een wereld waarin karteren is uitgegroeid tot een digitale exercitie. GIS-software is steeds gebruiksvriendelijker geworden, dus zijn we daarmee in 2015 een pilot gestart.

Voorbereiding

In de voorbereiding op het veldwerk hebben de studenten in 2016 voor het eerst een digitale geomorfologische kaart gemaakt met het open-source softwarepakket QGIS. Dit is vrij eenvoudig te gebruiken, werkt op alle typen computers en is ook in het veld zonder internetverbinding inzetbaar.

De studenten maakten deze kaart in één middag op basis van een hoogtemodel en satellietbeelden. Uit het hoogtemodel destilleerden ze een hellingkaart, die een eerste indruk geeft van de landschapsvormen. Op basis hiervan en een impressie van de vegetatiebedekking afgeleid van een satellietbeeld, maakten ze een eerste geomorfologische kaart. Ook stelden ze hypothesen op over de geomorfologische vormen en ontstaansgeschiedenis van hun veldwerkgebied, die ze later in het veld nader zouden onderzoeken.

Digitaal veldwerk

Er zijn diverse methoden om veldwerk volledig digitaal uit te voeren, bijvoorbeeld door gegevens in het veld direct op laptop of tablet in te voeren. Bij het eerstejaars veldwerk in de Alpen staat het vormen van eigen ideeën over het landschap centraal en is het maken van interpretaties direct in het veld essentieel. Door data digitaal te verzamelen beperk je een deel van deze creativiteit. 

De studenten zijn daarom als vanouds met veldboekje en potlood op stap gegaan. De modernisering van het veldwerk zit hem in het uitwerken van de veldgegevens. Aan het eind van elke dag hebben de studenten alle data opnieuw bekeken, gestructureerd en op de kaart gezet. Een deel van hen werkte de gegevens uit in Excel, in een digitale versie van het veldboek. Doordat alle observaties ook GPS-coördinaten hebben, konden ze eenvoudig op een kaart worden gezet.

Groot voordeel van de digitale werkwijze is dat de studenten een veel beter ruimtelijk overzicht hebben van hun data. In plaats van door een boekje te bladeren om bijvoorbeeld de korrelgroottesortering van eerdere waarnemingen op te zoeken, zijn deze gegevens met een paar klikken op een digitale kaart te tonen. Dit soort ruimtelijke analyses zijn binnen de aardwetenschappen en fysische geografie aan de orde van de dag, en horen dus ook thuis in het eerstejaarsveldwerk.

Vervolgens hebben de studenten digitale kaarten gemaakt op basis van hun veldobservaties. Ze werkten daarbij weer in QGIS. Zo konden ze de eerder gemaakte hellingkaart combineren met de eigen veldwaarnemingen. Het gebruik van aanvullende gegevens is een belangrijke vaardigheid waarmee de studenten zo leren omgaan.

Haperingen

Niet alles verliep vlekkeloos in de pilot. Zo ging het uitwisselen van gegevens en digitale kaarten met de docenten niet altijd goed. We hebben in Frankrijk een online veldwerkwebsite getest waarin studenten hun gegevens met docenten kunnen delen. Docenten geven feedback via de website, zodat de studenten snel geholpen zijn. Door de trage en zeer beperkte netwerkverbindingen in Frankrijk lukte dit niet voor alle studenten.

We hebben het veldwerk en de nieuwe methodes uitvoerig geëvalueerd. Als docenten zagen we dat studenten beter gebruik maakten van bestaande data in combinatie met hun eigen waarnemingen, wat uiteraard een inhoudelijke verbetering is. De meeste studenten zagen meerwaarde in het gebruik van GIS, en vonden het gebruik van de nieuwe methoden eigenlijk niet meer dan logisch. Er was wel een duidelijke tweedeling tussen studenten die moeite hadden met het gebruik van de software, en degenen die het heel makkelijk oppikten. Het komende jaar zullen we de groep daarom meer te trainen op de technische aspecten, zodat alle deelnemers de meerwaarde van GIS ervaren.

Andere toepassingen

De digitale velddata zijn ook direct te gebruiken in computersimulatiemodellen, bijvoorbeeld voor een hydrologische simulatie, een ecologisch model en de ruimtelijke analyse van bevolkingsgegevens. Behalve bij aardwetenschappen hebben we ook een pilot uitgevoerd bij sociale geografie en gaan we GIS gebruiken bij het eerstejaars veldwerk naar Texel van de opleiding Global Sustainability Sciences. Op Texel is de internetverbinding beter dan op het Franse platteland, waardoor we het online opslaan van velddata verder kunnen testen.

Geïnteresseerd in het lesmateriaal of in het gebruik van (online) GIS tijdens een ander veldwerk? Neem contact op met Wouter Marra, w.a.marra@uu.nl.